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冒号课堂§6.4:后台脚本

冒号课堂

第六课 语言简评(4)

6.4 后台脚本——敏捷开发的利器

郑晖

摘要

简谈Perl、PHP、Python和Ruby


操千曲而后晓声,观千剑而后识器

《文心雕龙•知音》

!预览

  • 语言的发展趋势一定是动静结合、刚柔并济

  • Perl凝练晦涩,Python优雅明晰,Ruby精巧灵动,PHP简明单纯

  • 或许优雅正是来自对细节和规范的重视

  • (RoR)与Ruby结合之后,便如一只猱身而上灵猫,立刻衬托出Java和.NET大象般的身影

?提问

  • Perl、Python、Ruby和PHP各自有何特点?

  • 为什么动态语言多作为轻量级的解决方案?

  • LAMP为什么受欢迎?

  • Ruby on Rails为什么会流行?

  • 编程语言的发展趋势是什么?

:讲解

“剩下四种动态语言,我们将之归为后台脚本语言。”冒号说着画了张图(如图6-1所示)——

图6-1. 常用编程语言的分类

常用编程语言的分类

引号听得仔细:“我记得您开始是把这些语言划分为C族静态语言、非C族静态语言和动态语言三类的。”

冒号解释:“那是按语法来划分的,偏重理论;现在是按应用来划分,偏重实践。”

句号旋即联想到:“这种分法貌似三层架构——前台语言对应表现层;平台语言和后台脚本语言对应业务逻辑层;系统语言对应数据层。”

“的确有几分神似,但千万不可混淆。”冒号提醒道,“三层架构(three-layer architecture)是模块设计上的逻辑划分[1];而这里是按语言应用范围进行的物理划分——与用户交互的是前台语言,与机器交互的是系统语言,介于其中的为前台提供服务同时又需要底层系统服务的是后台语言。”

逗号询问:“后台语言又细分成平台语言与后台脚本语言?”

“这是基于程序(program)与脚本(script)、静态与动态而分的。”冒号进行说明,“其实Perl,PHP,Python和Ruby都有自己的虚拟机(virtual machine),从这种意义上说它们也可作为平台语言。但在实际应用中,它们没有Java平台和.NET平台那种整合凝聚力和核心作用,通常作为轻量级的解决方案。”

问号想探个究竟:“这是由于它们都是动态语言的缘故吗?”

冒号回答:“理论上动态语言同样能承担大型应用,但实践上它们多作为粘合语言或用于中小型应用。用句时髦的话来形容,暂时还是主流的配角非主流的主角。毕竟在运行效率、类型安全、可用资源、开发工具、技术支持等方面,它们与Java、C#相比尚有一定差距。另外它们同属‘草根’语言,虽有开源社区的大力支持,在影响力上与后者未可同日而语。”

叹号揣测:“说不定在不久的将来,动态语言也会成为主流的主角。”

“世易时移,殊难逆料。但有一点可以肯定,语言的发展趋势一定是动静结合、刚柔并济。”冒号断言,“一方面以Java和C#为代表的静态语言中嫁接了动态语言的枝条;另一方面以Java和.NET为代表的平台与动态语言的交壤地带也在逐步扩大。比如JRuby允许Ruby与Java之间互相调用,类似的还有Jython、IronRuby、IronPython等等。此外值得一提的是,动态语言最活跃的舞台当数LAMP,L-A-M-P。”

引号接茬:“L是Linux,A是Apache,M是MySQL,P是PHP。这四大组件形成了一个完整的开源网络开发平台。”

冒号补充道:“P也可指Perl、Python,甚至Ruby。”

逗号调侃:“可惜Ruby的‘R’比‘P’多了一根尾巴。”

“有人为了自圆其说,干脆让P表示‘Programming language’,这下所有语言都囊括其中了。老外就喜欢玩这种首字母缩略(acronym)的文字游戏,尤其LAMP正好还有‘灯’的含义,寓意开源世界的一盏明灯,他们一定更得意了。”冒号语带调笑,“前面我们曾提及,网络应用是生长动态语言最肥沃的土壤,而LAMP就是这块土壤上搭建的平台。作为网络平台,LAMP以其开放灵活、开发迅速、部署方便、高可配置、安全可靠、成本低廉等特色而与Java平台和.NET平台鼎足三分,尤其受中小企业的欢迎。LAMP中Linux是操作系统,Apache是Web服务器,MySQL是数据库系统,而我们当下最关心的是‘P族语言’:PHP、Perl、Python还有Ruby。”

问号建议:“作为动态语言,它们的共性上节课已经谈了不少,能说说它们的个性吗?”

“它们的个性极为鲜明:Perl凝练晦涩,Python优雅明晰,Ruby精巧灵动,PHP简明单纯。先看老大哥Perl,它博采众家之长,综合了C语言的结构、sed的正则表达式、AWK的关联数组(associative array)、Lisp的表(list)和Unix Shell的命令,此外还有借鉴了一种语言,你们知道是哪种吗?”冒号忽然卖了个关子。

叹号猜想:“应该是某种OOP语言吧。”

“Perl中确有不少C++的影子,但它的对象模型在5.0以后才引入,典型的半路出家,远不如前面的特征那么自然。与其说是一种自然而然的发展,不如说是在OOP潮流裹挟下的一种身不由己的迎合。真正深入骨髓的借鉴是自然语言。”冒号给出了答案,“我们提过,Perl的发明者Larry Wall是一名语言学家,他认为程序语言应该与自然语言一样,简洁自然、易读易写、表达多样、不拘一格。Perl还有不少的格言或哲学,使得编程语言一改严谨刻板的面孔,散发出浓郁的人文气息。”

逗号幽了一默:“我见过Perl的代码,人文气息没闻出来,但我怀疑有乙醚气息——看一会就觉得晕晕乎乎的。”

众人大笑。

“有人仅用一行Perl代码就实现了RSA算法,你看了那还不得当场晕倒啊?”冒号打趣道,“Perl的各种魔符好似一把把锋利的剪刀,做起文本裁剪之类的工作来游刃有余。这是它最大的长处,当初Perl就是Wall用来做Unix系统管理的,以后在CGI上的广泛应用也得益于此。这也赋予Perl极强的粘合力,因而有‘internet上的胶带(duct tape)[2]’的说法。它又号称瑞士军刀,精练而复杂,实用而强大。但Perl过于灵活自由,缺乏规范,影响了程序的可读性、一致性、整洁性和可维护性。不熟悉该语言的固然如读天书,熟悉语言而不熟悉问题的也颇费思量。相比之下Python被认为是Perl有力的挑战者,不仅在于它天然的OO设计和丰富的类库,更重要的是它对程序员友好度大大超过Perl。Python也有一系列的被称为禅(Zen)的哲学,不少与Perl是针锋相对的。比如:Perl认为做一件事可以有多种方法,而Python认为一件事应该最好只有一种方法;Perl追求语言的表现力,Python追求简单优雅;Perl喜欢隐性暗示,Python强调显性明示;Perl强调紧凑,Python强调松散; Perl的语法和语义丰富,Python的语法和语义简单而类库丰富。或许Python最让人不习惯的是它对空白符敏感性。”

引号感到惊奇:“对空白符敏感?这个倒真怪异。”

冒号见惯不怪:“虽然有点违反习惯,但非常符合Python一贯的规范简洁的风格——一方面从语法上保证了良好的编码风格;另一方面,每个代码块不再需要起始的大括号或begin/end之类的,减少了的代码行数。顺便插一句,另外一种优雅的语言Haskell同样对空白符敏感,或许优雅正是来自对细节和规范的重视吧。此外许多人抱怨Python中的自引用self太多,殊不知这也是它倡导显式表达的一种体现。总的看来,Python主要的问题还是在性能效率上不尽如人意。”

叹号好奇地问:“Ruby怎么样?据说它将取代Java。”

“不要轻言‘取代’二字。”冒号规诫道,“Java没有取代C++,也不会被Ruby取代,至多只是一种再分配。不过Ruby的确是门很可爱的语言,兼具Perl的表现力和Python的可读性。Ruby背后最具特色的理念是:关注程序员使用语言时的感受超过语言本身的功能。通俗地说,兵器的称手比锋利更重要;文雅地说,应给予程序员更多的人文关怀。就拿代码块(block)和迭代器(iterator)来说,虽然均非Ruby首创,但其语法最为赏心悦目。类似的例子比比皆是。Ruby的元编程能力特别强,也是它高度灵活的一种体现,但并不是所有人都喜欢这种风格。Ruby的主要弱点有两个:一个与Python类似,在性能上还有待提高;另一个是它的线程由用户空间(user space)而不是内核空间(kernel space)来管理[3],不能充分利用多核或多CPU。真正让Ruby变得炙手可热的是web应用框架 Ruby on Rails(RoR)的成功,它们还催生了Java平台上的Groovy语言和Groovy on Grails框架。RoR奉行的CoC(Convention over Configuration)和DRY(Don’t repeat yourself )原则以及MVC架构看似了无新意,但与Ruby结合之后,便如一只猱身而上灵猫,立刻衬托出Java和.NET大象般的身影。”

逗号有些怀疑:“框架竟然捧红了语言,框架真有这么重要吗?”

“如果web应用中动态页面较少或业务逻辑不复杂,框架的价值并不大。以前CGI编程就是往Perl之类的代码中嵌入HTML代码,如同Java中的Servlet;PHP则单纯地在HTML代码中插入PHP代码,如同早期的JSP。没有MVC,也不管什么三层架构,更没有ORM。但是——”冒号拖了个转折音,“一旦业务逻辑变得复杂,开发人员增多,手工作坊式编程开始捉襟见肘,引入框架这个流水生产线来提高生产力便是大势所趋。”

句号不解:“我想Perl、Python和PHP一定也有不少框架,Java中的框架更是泛滥成灾,何以独独RoR脱颖而出?”

冒号作出分析:“正值web2.0和敏捷开发(agile development)的概念流行之际,RoR将AJAX与Ruby组合在一起成为绝佳的回应。以前各种web应用框架是不少,但在RoR之前轻量级套餐式解决方案并不多。Perl中的Catalyst、Python中的Pylon还有PHP中的CakePHP等应是效仿之作。因此RoR出现的时机可说是不早不晚,正当其时。此外,Perl和PHP由于过于流行,反而有不少的历史包袱,人们习惯了将表示逻辑和业务逻辑编织在一起。至于Java企业解决方案,框架太多,搭配组合更多,增加了选择的难度。即使采用最常见的轻量级SSH(Struts+Spring+Hibernate)组合,维护起来也比RoR繁杂得多。”

叹号愈发担忧:“听这意思,Java还是危险啊!”

“言之过早。”冒号不以为然,“首先RoR还有待进一步检验,目前无论是应用广度还是深度上尚无法与Java相提并论;其次Java在性能、安全等方面还是有不少优势,而这些对于大型和关键性的应用来说尤为重要。即使在中小型web应用中,RoR较之PHP还远为不及。”

问号接下话题:“PHP为何如此流行?”

“因为它简单、专一。”冒号答得很干脆,“与Python和Ruby一开始就定位通用语言不同,PHP是专为网络而生的。同早期的Perl相似,PHP起初主要起文本过滤器的作用,只不过Perl多处理文件流(file stream),而PHP多处理套接字流(socket stream)。PHP的语法简单,且为网络应用度身定造,受到网络开发人员的追捧当在情理之中。它虽很实用很流行,但并不完美。比如:变量名大小写敏感而函数名大小写不敏感;函数命名规则不一致;不支持namespace和unicode[4];与Perl一样,它的对象模型不是先天的,直到PHP 5才真正完善;对线程支持不足;相比Perl、Python和Ruby,它的功能稍显单薄等等。”

引号突然想起:“我记得您在第一堂课提到PHP还能用于桌面应用。”

“不仅PHP,Perl、Python还有Ruby,都能作为前台语言来开发命令行或图形界面的应用。同样地,VB、Delphi和JavaScript也能作为后台语言。现代的程序语言既有自己的专长,又向通用化和全能化发展,以争取更多的生存空间。试想一下,现代的程序员又何尝不是如此呢?”言及于此,冒号收住话题,“语言简评告一段落,还有不少既有趣又有用的语言,在此就不一一评说了。我们看到,每种编程语言都有其独特的惯例用法和哲学理念,它们与编程范式一道形成了语言的编程风格。体悟愈深者编程语感愈强,思维与语言愈交融无碍,渐从必然王国走向自由王国。”

逗号满怀憧憬:“那是不是一种人剑合一的境界?”

“或许人器合一更准确吧,程序员可不能只会一种兵器哟。”冒号故意抠他的字眼,“现在请大家每人写一句对本节课的感言。”

众人沉思片刻,齐齐挥笔而就——

叹号——没有最好的语言,只有最合适的语言。

问号——没有糟糕的语言,只有糟糕的程序员。

逗号——没有一种语言是万能的,只会一种语言是万万不能的。

引号——废除对语言的宗教信仰,建立对语言的哲学思维。

句号——编程就是在人脑和电脑之间寻找最佳平衡点的过程。

冒号读罢大悦,顺手一掌拍出五记马屁:“精彩之极!可谓字字珠玑、句句联璧啊。兹决定,给诸位的奖赏是——立时下课!”

众人欣然领赏而去。

,插语

  1. 有两种三层架构,一种是three-layer architecture,一种是three-tier architecture。它们经常换用,但其实是有分别的:前者仅仅在逻辑进行划分,而后者在物理上也进行了划分——不同层次的模块运行在不同的主机上。

  2. 不少地方译作“输送带”、“传送带”,因为duct有“输送管”、“导管”之意,于是想当然地认为这表明Perl在internet上起着输送作用。殊不知“duct tape”专指一种万能的粘性极强的胶带,用以比喻Perl的粘合力。

  3. 这类线程被称为绿色线程(green thread),也称伪线程。据称Ruby2.0将支持原生线程(native thread)。

  4. PHP将在5.3.0支持namespace,将在6.0支持unicode。

。总结

  • 比起Java平台和.NET平台,动态语言轻便灵活、开发效率高,但整合凝聚力还不够,在运行效率、类型安全、可用资源、开发工具、技术支持以及影响力等方面也有一定差距,故通常作为轻量级的解决方案。

  • LAMP是由Linux、Apache、MySQL和包括PHP、Perl、Python或Ruby在内的脚本语言组成的网络开发平台,具有开放灵活、开发迅速、部署方便、高可配置、安全可靠、成本低廉等优点。

  • Perl精练、复杂、强大、灵活、自由、隐晦、表现力强,但规范性、可读性、一致性、整洁性和可维护性较差。

  • Python优雅规范、简洁明晰、易学易用、类库丰富,但效率稍差,有些人不喜欢它对空白符敏感的特性。

  • Ruby语法精巧、高度灵活,兼具Perl的表现力和Python的可读性,尤其注重程序员的感受,但其性能和线程模型尚有待改进。

  • PHP简单、专一、实用、流行,在但相比其他三种语言,在语法和功能上稍有欠缺。

  • RoR是一种轻量级套餐式的web应用解决方案,是由好的设计(MVC架构和CoC、DRY原则)加上好的语言(Ruby)在好的时机(web2.0和敏捷开发风行之际)打造出的好的框架。

  • 静态语言与动态语言从语言特征到运行环境都在逐渐融合。

  • 程序员应该与程序语言一样,既要有自己的专长,又要向通用化和全能化发展。

  • 编程语言惯例用法、哲学理念和编程范式形成了语言的编程风格。

“”参考

  1. Larry Wall, Tom Christiansen, Jon Orwant.Programming Perl, 3rd ed..Sebastopol, CA:O’Reilly,2000

  2. Mark Lutz, David Ascher.Learning Python, 2nd ed..Sebastopol, CA:O’Reilly,2003

  3. Michael Fitzgerald.Learning Ruby.Sebastopol, CA:O’Reilly,2007

  4. Michele E. Davis, Jon A. Phillips.Learning PHP & MySQL, 2nd ed..Sebastopol, CA:O’Reilly,2007

课后思考
  • 06-01 有人认为掌握的语言过多,容易互相混淆,不如精学一门。你认为呢?
  • 06-02 在实际编程中,你有选择编程语言的权力吗?如果有,选择的原则是什么?
  • 06-03 在前台编程、后台编程和系统编程中,你主要专注于哪方面?你认为它们之间的主要差别在哪里?
  • 06-04 你所熟悉的编程语言有哪些惯例用法和哲学理念?
  • 06-05 试着学习一门新的语言,最好与目前掌握的知识集合互补。
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